KR102096457B1 - Semiconductor device structure and method for forming the same - Google Patents
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- H01L23/532—Arrangements for conducting electric current within the device in operation from one component to another, i.e. interconnections, e.g. wires, lead frames including external interconnections consisting of a multilayer structure of conductive and insulating layers inseparably formed on the semiconductor body characterised by the materials
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- H01L23/538—Arrangements for conducting electric current within the device in operation from one component to another, i.e. interconnections, e.g. wires, lead frames the interconnection structure between a plurality of semiconductor chips being formed on, or in, insulating substrates
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- H01L24/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L24/10—Bump connectors ; Manufacturing methods related thereto
- H01L24/11—Manufacturing methods
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- H01L25/04—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers
- H01L25/065—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L27/00
- H01L25/0655—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L27/00 the devices being arranged next to each other
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- H01L28/90—Electrodes with an enlarged surface, e.g. formed by texturisation having vertical extensions
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- H01L2221/68331—Apparatus for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using temporarily an auxiliary support used during dicing or grinding of passive members, e.g. die mounting substrate
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- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/10—Bump connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/12—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors prior to the connecting process
- H01L2224/13—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors prior to the connecting process of an individual bump connector
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- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/10—Bump connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/15—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process
- H01L2224/16—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process of an individual bump connector
- H01L2224/161—Disposition
- H01L2224/16151—Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
- H01L2224/16221—Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
- H01L2224/16225—Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
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- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/28—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process
- H01L2224/29—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process of an individual layer connector
- H01L2224/29001—Core members of the layer connector
- H01L2224/29099—Material
- H01L2224/2919—Material with a principal constituent of the material being a polymer, e.g. polyester, phenolic based polymer, epoxy
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- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/31—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process
- H01L2224/32—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process of an individual layer connector
- H01L2224/321—Disposition
- H01L2224/32151—Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
- H01L2224/32221—Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
- H01L2224/32225—Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
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- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/73—Means for bonding being of different types provided for in two or more of groups H01L2224/10, H01L2224/18, H01L2224/26, H01L2224/34, H01L2224/42, H01L2224/50, H01L2224/63, H01L2224/71
- H01L2224/732—Location after the connecting process
- H01L2224/73201—Location after the connecting process on the same surface
- H01L2224/73203—Bump and layer connectors
- H01L2224/73204—Bump and layer connectors the bump connector being embedded into the layer connector
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- H01L23/28—Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection
- H01L23/31—Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection characterised by the arrangement or shape
- H01L23/3107—Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection characterised by the arrangement or shape the device being completely enclosed
- H01L23/3121—Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection characterised by the arrangement or shape the device being completely enclosed a substrate forming part of the encapsulation
- H01L23/3128—Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection characterised by the arrangement or shape the device being completely enclosed a substrate forming part of the encapsulation the substrate having spherical bumps for external connection
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- H01L23/48—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor
- H01L23/488—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor consisting of soldered or bonded constructions
- H01L23/498—Leads, i.e. metallisations or lead-frames on insulating substrates, e.g. chip carriers
- H01L23/49811—Additional leads joined to the metallisation on the insulating substrate, e.g. pins, bumps, wires, flat leads
- H01L23/49816—Spherical bumps on the substrate for external connection, e.g. ball grid arrays [BGA]
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- H01L24/10—Bump connectors ; Manufacturing methods related thereto
- H01L24/15—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process
- H01L24/16—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process of an individual bump connector
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- H01L24/28—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process
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- H01L2924/0001—Technical content checked by a classifier
- H01L2924/00014—Technical content checked by a classifier the subject-matter covered by the group, the symbol of which is combined with the symbol of this group, being disclosed without further technical details
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Abstract
반도체 디바이스 구조물을 형성하는 방법이 제공된다. 상기 방법은 기판의 제1 표면 내에 제1 홀 및 제2 홀을 형성하는 단계를 포함한다. 상기 방법은 상기 제1 홀 및 상기 제2 홀 내에 제1 절연 층을 형성하는 단계를 포함한다. 상기 방법은 상기 제1 절연 층 위에 그리고 상기 제1 홀 및 상기 제2 홀 내에 도전 층을 형성하는 단계를 포함한다. 상기 방법은 상기 제1 리세스 내의 상기 도전 층 위에 제2 절연 층을 형성하는 단계를 포함한다. 상기 제2 절연 층은 상기 제1 리세스 내에 제2 리세스를 갖는다. 상기 방법은 상기 제2 리세스 내에 도전 구조를 형성하는 단계를 포함한다. 상기 방법은 상기 제1 홀 및 상기 제2 홀 내의 상기 도전 층 및 상기 도전 구조를 노출시키기 위해 상기 기판의 제2 표면으로부터 상기 기판, 상기 제1 절연 층, 상기 도전 층, 및 상기 제2 절연 층을 부분적으로 제거하는 단계를 포함한다.A method of forming a semiconductor device structure is provided. The method includes forming a first hole and a second hole in the first surface of the substrate. The method includes forming a first insulating layer in the first hole and the second hole. The method includes forming a conductive layer over the first insulating layer and in the first hole and the second hole. The method includes forming a second insulating layer over the conductive layer in the first recess. The second insulating layer has a second recess in the first recess. The method includes forming a conductive structure in the second recess. The method includes the substrate, the first insulating layer, the conductive layer, and the second insulating layer from the second surface of the substrate to expose the conductive layer and the conductive structure in the first hole and the second hole. And partially removing it.
Description
반도체 집적 회로(IC) 산업은 급속한 성장을 이루어 왔다. IC 재료들 및 설계에서의 기술적 진보들은 IC들의 세대들을 만들었다. 각각의 세대는 이전 세대보다 작고 복잡한 회로들을 갖는다. 그러나, 이들 진보는 IC들을 처리하고 제조하는 복잡성을 증가시켰다.The semiconductor integrated circuit (IC) industry has achieved rapid growth. Technological advances in IC materials and design have made generations of ICs. Each generation has smaller and more complex circuits than the previous generation. However, these advances have increased the complexity of processing and manufacturing ICs.
IC 진화의 과정에서, 기하학적 크기(즉, 제조 공정을 사용하여 생성될 수 있는 최소 소자(또는 라인))는 감소하면서 기능적 밀도(즉, 칩 면적 당 상호접속된 디바이스들의 수)는 일반적으로 증가하였다. 이 축소 공정은 일반적으로 제조 효율을 증가시키고 관련 비용들을 낮춤으로써 이점들을 제공한다.In the course of IC evolution, the functional density (i.e., the number of interconnected devices per chip area) generally increased while the geometrical size (i.e., the smallest element (or line) that can be created using a manufacturing process) decreased. . This reduction process generally provides advantages by increasing manufacturing efficiency and lowering associated costs.
그러나, 특징 크기들(예를 들어, 칩 패키지 구조들의 크기들)이 계속 감소하기 때문에, 제조 공정들은 수행하기가 계속 보다 어렵게 되고 있다. 그러므로, 더욱 더 작은 크기들로 신뢰할만한 반도체 디바이스들을 형성하는 것이 과제이다. However, as feature sizes (eg, sizes of chip package structures) continue to decrease, manufacturing processes continue to become more difficult to perform. Therefore, it is a challenge to form reliable semiconductor devices with even smaller sizes.
본 개시내용의 양태들이 첨부 도면을 참조하면서 다음의 상세한 설명을 읽는다면 최상으로 이해된다. 본 산업에서의 표준 실제에 따라, 다양한 특징들이 축척에 맞게 그려지지 않는다는 점에 주목한다. 실제로, 다양한 특징들의 치수들은 논의의 명확성을 위해 임의로 증가 또는 감소될 수 있다.
도 1a-1o는 일부 실시예들에 따른, 반도체 디바이스 구조물을 형성하는 공정의 다양한 스테이지들의 단면도들이다.
도 1mb은 일부 실시예들에 따른, 도 1ma의 반도체 디바이스 구조물의 부분의 상면도이다.
도 1nb은 일부 실시예들에 따른, 도 1na의 반도체 디바이스 구조물의 영역의 상면도이다.
도 2는 일부 실시예들에 따른, 반도체 디바이스 구조물의 단면도이다.
도 3a는 일부 실시예들에 따른, 반도체 디바이스 구조물의 단면도이다.
도 3b는 일부 실시예들에 따른, 도 3a의 반도체 디바이스 구조물의 기판의 하면도이다.It is best understood if aspects of the present disclosure are read in the following detailed description while referring to the accompanying drawings. Note that, according to the standard practice in this industry, various features are not drawn to scale. Indeed, the dimensions of the various features can be arbitrarily increased or decreased for clarity of discussion.
1A-1O are cross-sectional views of various stages of a process for forming a semiconductor device structure, in accordance with some embodiments.
1mb is a top view of a portion of the semiconductor device structure of FIG. 1ma, in accordance with some embodiments.
1nb is a top view of an area of the semiconductor device structure of FIG. 1na, in accordance with some embodiments.
2 is a cross-sectional view of a semiconductor device structure, in accordance with some embodiments.
3A is a cross-sectional view of a semiconductor device structure, in accordance with some embodiments.
3B is a bottom view of a substrate of the semiconductor device structure of FIG. 3A, in accordance with some embodiments.
다음의 개시내용은 제공된 주제의 상이한 특징들을 구현하기 위해, 많은 상이한 실시예들, 또는 예들을 제공한다. 소자들 및 배열들의 특정한 예들이 본 개시내용을 간단히 하기 위해 아래에 설명된다. 이들은 물론, 단지 예들이고 제한하려는 것은 아니다. 예를 들어, 다음의 설명에서 제2 특징 위의 또는 상의 제1 특징의 형성은 제1 및 제2 특징들이 직접 접촉하여 형성되는 실시예들을 포함할 수 있고, 제1 및 제2 특징들이 직접 접촉하지 않을 수 있도록, 추가의 특징들이 제1 특징과 제2 특징 사이에 형성될 수 있는 실시예들을 또한 포함할 수 있다. 또한, 본 개시내용은 다양한 예들에서 참조 번호들 및/또는 문자들을 반복할 수 있다. 이 반복은 간단성 및 명료성의 목적을 위한 것이고 논의된 다양한 실시예들 및/또는 구성들 간의 관계를 자체로 좌우하지 않는다.The following disclosure provides many different embodiments, or examples, to implement different features of the provided subject matter. Specific examples of elements and arrangements are described below to simplify the present disclosure. These are, of course, examples only and are not intended to be limiting. For example, in the following description, the formation of a first feature above or on the second feature can include embodiments in which the first and second features are formed by direct contact, and the first and second features are in direct contact. In order not to, additional features may also include embodiments in which it may be formed between the first feature and the second feature. Also, the present disclosure may repeat reference numbers and / or characters in various examples. This repetition is for the purpose of simplicity and clarity and does not itself influence the relationship between the various embodiments and / or configurations discussed.
또한, "아래", "아래에", "하부", "위에", "상부" 등과 같은 공간적으로 관련한 용어들은 도면에 도시된 하나의 요소 또는 특징의 또 하나의 요소(들) 또는 특징(들)과의 관계를 설명하기 위해 설명의 용이성을 위해 여기서 사용될 수 있다. 공간적으로 관련한 용어들은 도면에 도시된 배향 외에 사용 또는 동작에 있어서의 디바이스의 상이한 배향들을 포함하고자 한다. 장치는 이외의 경우에 (90도 또는 다른 배향들로 회전되어) 배향될 수 있고 여기서 사용된 공간적으로 관련한 설명 용어들이 마찬가지로 그에 따라 해석될 수 있다. 추가의 동작들이 방법 전에, 중에, 이후에 제공될 수 있고, 설명된 동작들의 일부가 방법의 다른 실시예들을 위해 대체 또는 제거될 수 있다는 것을 이해하여야 한다.In addition, spatially related terms such as "below", "below", "bottom", "above", "top", etc. are another element (s) or feature (s) of one element or feature shown in the drawing ) Can be used here for ease of explanation. The spatially related terms are intended to include different orientations of the device in use or operation in addition to the orientation depicted in the figures. The device can be oriented in other cases (rotated at 90 degrees or other orientations) and the spatially relevant descriptive terms used herein can likewise be interpreted accordingly. It should be understood that additional operations may be provided before, during, and after the method, and some of the described operations may be replaced or removed for other embodiments of the method.
도 1a-1o는 일부 실시예들에 따른, 반도체 디바이스 구조물을 형성하는 공정의 다양한 스테이지들의 단면도들이다. 반도체 디바이스 구조물은 관통 반도체 비아들 또는 칩 패키지 구조를 갖는 반도체 기판일 수 있다.1A-1O are cross-sectional views of various stages of a process for forming a semiconductor device structure, in accordance with some embodiments. The semiconductor device structure may be a semiconductor substrate having through semiconductor vias or a chip package structure.
도 1a에 도시한 바와 같이, 일부 실시예들에 따라, 기판(110)이 제공된다. 기판(110)은 일부 실시예들에 따라, 대향하는 표면들(112 및 114)을 갖는다. 기판(110)은 단결정, 다결정, 또는 비정질 구조 내에 실리콘 또는 게르마늄을 포함하는 기본 반도체 재료로 제조된다.1A, in accordance with some embodiments, a
일부 다른 실시예들에서, 기판(100)은 화합물 반도체(예를 들어, 실리콘 탄화물, 갈륨 비소, 갈륨 인, 인듐 인, 또는 인듐 비소), 합금 반도체(예를 들어, SiGe, 또는 GaAsP), 또는 이들의 조합으로 제조된다. 기판(110)은 또한 다층 반도체들, (실리콘 온 절연체 또는 게르마늄 온 절연체와 같은) 반도체 온 절연체(SOI), 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.In some other embodiments, the substrate 100 is a compound semiconductor (eg, silicon carbide, gallium arsenide, gallium phosphorus, indium phosphorus, or indium arsenide), an alloy semiconductor (eg, SiGe, or GaAsP), or It is made of a combination of these.
도 1b에 도시한 바와 같이, 기판(110)의 부분들이 일부 실시예들에 따라, 기판(112) 내에 제1 홀들(116) 및 제2 홀들(118)을 형성하기 위해 표면(112)으로부터 제거된다. 일부 실시예들에서, 각각의 제1 홀(116)의 폭 W1은 각각의 제2 홀(118)의 폭 W2보다 크다.1B, portions of the
일부 실시예들에서, 폭 W1은 각각의 제1 홀(116)의 최대 폭이고 폭 W2는 각각의 제2 홀(118)의 최대 폭이다. 일부 실시예들에서, 각각의 제1 홀(116)의 평균 폭은 각각의 제2 홀(118)의 평균 폭보다 크다. 제거 공정은 일부 실시예들에 따라, 드라이 에칭 공정과 같은, 에칭 공정을 포함한다.In some embodiments, width W1 is the maximum width of each
도 1b에 도시한 바와 같이, 절연 층(120)은 일부 실시예들에 따라, 기판(110) 위에 그리고 제1 홀들(116) 및 제2 홀들(118) 내에 형성된다. 절연 층(120)은 일부 실시예들에 따라, 표면(112), 제1 홀들(116)의 내벽들(116a) 및 하부 표면들(116b), 및 제2 홀들(118)의 내벽들(118a) 및 하부 표면들(118b)을 컨포멀하게 덮는다. 절연 층(120)은 또한 일부 실시예들에 따라, 라이너 층이라고 한다.1B, an
절연 층(120)은 일부 실시예들에 따라, 약 0.1㎛ 내지 약 0.2㎛ 범위의 두께 T1을 갖는다. 절연 층(120)은 일부 실시예들에 따라, (실리콘 산화물과 같은) 산화물을 포함한다. 절연 층(120)은 일부 실시예들에 따라, 열 산화 공정 또는 화학 퇴적 공정을 사용하여 형성된다.The
도 1c에 도시한 바와 같이, 도전 층(130)은 일부 실시예들에 따라, 절연 층(120) 위에 그리고 제1 홀들(116) 및 제2 홀들(118) 내에 형성된다. 도전 층(130)은 일부 실시예들에 따라, 제1 홀들(116) 내의 절연 층(120) 및 표면(112) 위의 절연 층(120)을 컨포멀하게 덮는다.1C, the
그러므로, 도전 층(130)은 일부 실시예들에 따라, 제1 홀들(116) 내에 각각 리세스들(131)을 갖는다. 도전 층(130)은 일부 실시예들에 따라, 제2 홀들(118)을 채운다. 그러므로, 도전 층(130)은 일부 실시예들에 따라, 제2 홀들(118) 내에 리세스들을 갖지 않는다.Therefore, the
도전 층(130)은 일부 실시예들에 따라, 금속 재료 또는 합금 재료로 제조된다. 금속 재료는 구리, 금, 알루미늄, 텅스텐, 또는 다른 적합한 금속 재료를 포함한다. 도전 층(130)의 형성은 일부 실시예들에 따라, 절연 층(120) 위에 시드 층(도시 안됨)을 형성하고; 시드 층 위에 도전 재료 층(도시 안됨)을 도금하는 것을 포함한다. 도전 재료 층의 도금은 일부 실시예들에 따라, 전기도금 도금 공정을 포함한다.The
도 1d에 도시한 바와 같이, 일부 실시예들에 따라, 표면(112) 위의 도전 층(130)이 제거된다. 각각의 제1 홀(116) 내에 남아 있는 도전 층(130)은 일부 실시예들에 따라, 도전 차폐 구조(132)를 형성한다. 각각의 제2 홀(118) 내에 남아 있는 도전 층(130)은 일부 실시예들에 따라, 도전 구조(134)를 형성한다.1D, the
도전 차폐 구조들(132)과 도전 구조들(134)은 일부 실시예들에 따라, 표면(112) 위의 도전 층(130)의 제거 후에 서로 전기적으로 절연된다. 도전 차폐 구조들(132)과 도전 구조들(134)은 일부 실시예들에 따라, 그 사이의 절연 층(120)에 의해 기판(110)과 전기적으로 절연된다.The
제거 공정은 일부 실시예들에 따라, 표면(112) 위의 절연 층(120)이 노출될 때까지 도전 층(13) 위에서 평탄화 공정을 수행하는 것을 포함한다. 평탄화 공정은 일부 실시예들에 따라, 화학 기계적 연마(CMP) 공정을 포함한다. 일부 실시예들에서, 도전 차폐 구조들(132), 절연 층(120), 및 도전 구조들(134)의 상부 표면들(132a, 122, 및 134a)은 제거 공정 후에 동일 평면이다.The removal process includes performing a planarization process over the conductive layer 13 until the insulating
도 1e에 도시한 바와 같이, 절연 층(140)이 일부 실시예들에 따라, 도전 차폐 구조들(132), 도전 구조들(134), 및 표면(112) 위에 형성된다. 절연 층(140)은 일부 실시예들에 따라, 도전 차폐 구조들(132), 도전 구조들(134), 및 표면(112)을 컨포멀하게 덮는다. 그러므로, 절연 층(140)은 일부 실시예들에 따라, 리세스들(131) 내에 각각 리세스들(142)을 갖는다.1E, an insulating
도전 차폐 구조들(132)(또는 도전 층(130))은 일부 실시예들에 따라, 두께 T2를 갖는다. 절연 층(140)은 일부 실시예들에 따라, 두께 T3을 갖는다. 두께 T3은 일부 실시예들에 따라, 두께 T2보다 크다. 두께 T2는 일부 실시예들에 따라, 절연 층(120)의 두께 T1보다 크다.The conductive shielding structures 132 (or conductive layer 130) have a thickness T2, according to some embodiments. The insulating
일부 실시예들에서, 절연 층(140)의 평균 두께는 도전 차폐 구조들(132)(또는 도전 층(130))의 평균 두께보다 크다. 일부 실시예들에서, 도전 차폐 구조들(132)(또는 도전 층(130))의 평균 두께는 절연 층(120)의 평균 두께보다 크다.In some embodiments, the average thickness of the insulating
절연 층(140)은 하프늄 산화물, 지르코늄 산화물, 알루미늄 산화물, 하프늄 이산화물-알루미나 합금, 하프늄 실리콘 산화물, 하프늄 실리콘 산질화물, 하프늄 탄탈럼 산화물, 하프늄 티타늄 산화물, 하프늄 지르코늄 산화물, 다른 적합한 하이-K 재료, 또는 이들의 조합과 같은, 하이-k 재료로 제조된다.The insulating
절연 층(140)은 실리콘 산화물과 같은 산화물 재료로 제조된다. 절연 층(140)은 폴리이미드, 폴리벤조옥사졸(PBO), 벤조시클로부텐(BCB) 등과 같은 폴리머 재료로 제조된다. 절연 층(140)은 일부 실시예들에 따라, 화학 퇴적 공정과 같은 퇴적 공정을 사용하여 형성된다.The insulating
도 1f에 도시한 바와 같이, 도전 층(150a)은 일부 실시예들에 따라, 절연 층(140) 위에 형성된다. 리세스들(142)은 일부 실시예들에 따라 도전 층(150a)으로 채워진다. 도전 층(150a)은 일부 실시예들에 따라, 구리, 금, 알루미늄, 텅스텐, 또는 다른 적합한 도전 재료로 제조된다.1F,
도전 층(150a)의 형성은 일부 실시예들에 따라, 절연 층(140) 위에 시드 층(도시 안됨)을 형성하고; 시드 층 위에 도전 재료 층(도시 안됨)을 도금하는 것을 포함한다. 일부 다른 실시예들에서, 도전 층(150a)은 물리적 퇴적 공정을 사용하여 형성된다.The formation of the
도 1g에 도시한 바와 같이, 일부 실시예들에 따라, 리세스들(142) 외부의 도전 층(150a)은 제거된다. 각각의 리세스(142) 내에 남아 있는 도전 층(150a)은 일부 실시예들에 따라, 도전 구조(150)를 형성한다.As shown in FIG. 1G, in accordance with some embodiments, the
리세스들(142) 외부의 도전 층(150a)은 일부 실시예들에 따라, 화학 기계적 연마 공정과 같은, 평탄화 공정을 사용하여 제거된다. 그러므로, 도전 구조들(150)의 상부 표면들(152)과 절연 층(140)의 상부 표면(144)은 일부 실시예들에 따라, 동일 평면이다.The
도 1h에 도시한 바와 같이, 절연 층(140)의 부분들은 일부 실시예들에 따라, 절연 층(140) 내에 개구들(146)을 형성하기 위해 제거된다. 개구들(146)은 일부 실시예들에 따라, 도전 구조들(134)의 상부 표면들(134a)을 노출시킨다. 절연 층(140)의 부분들은 일부 실시예들에 따라, 포토리소그래피 공정 및 에칭 공정을 사용하여 제거된다.1H, portions of insulating
도 1h에 도시한 바와 같이, 도전 층(160)은 일부 실시예들에 따라, 개구들(146) 내에 형성된다. 도전 층(160)은 일부 실시예들에 따라, 그 아래의 도전 구조들(134)에 전기적으로 접속된다. 도전 층(160)은 일부 실시예들에 따라, 그 아래의 도전 구조들(134)과 직접 접촉한다.1H,
도전 층(160)의 형성은 일부 실시예들에 따라, 도전 구조들(134) 및 절연 층(140) 위에 시드 층(도시 안됨)을 형성하고; 시드 층 위에 도전 재료 층(도시 안됨)을 도금하고; 절연 층(140)의 상부 표면(144)이 노출될 때까지 도전 재료 층 위에서 평탄화 공정을 수행하는 것을 포함한다.Formation of
평탄화 공정은 일부 실시예들에 따라, 화학 기계적 연마(CMP) 공정을 포함한다. 그러므로, 도전 층(160), 절연 층(140), 및 도전 구조들(150)의 상부 표면들(162, 144, 및 152)은 일부 실시예들에 따라, 동일 평면이다.The planarization process includes a chemical mechanical polishing (CMP) process, according to some embodiments. Therefore, the
도 1i에 도시한 바와 같이, 유전체 층(172)이 일부 실시예들에 따라, 절연 층(140) 및 도전 층(160) 위에 형성된다. 유전체 층(172)은 일부 실시예들에 따라, 폴리머 재료(예를 들어, 폴리이미드, PBO 등)로 제조된다. 일부 실시예들에서, 유전체 층(172)은 실리콘 이산화물 또는 고밀도 플라즈마 산화물과 같은 산화물로 제조된다. 일부 실시예들에서, 유전체 층(172)은 보로포스포실리케이트 글래스(BPSG), 스핀 온 글래스(SOG), 비도핑된 실리케이트 글래스(USG), 플루오르화된 실리케이트 글래스(FSG), 플라즈마-엔헌스트 TEOS(PETEOS) 등, 또는 이들의 조합으로 제조된다.1I, a
유전체 층(172)과 절연 층(140)은 일부 실시예들에 따라, 상이한 재료들로 제조된다. 일부 다른 실시예들에서, 유전체 층(172)과 절연 층(140)은 동일한 재료로 제조된다. 유전체 층(172)은 일부 실시예들에 따라, 코팅 공정을 사용하여 형성된다.
도 1i에 도시한 바와 같이, 마스크 층(182)이 일부 실시예들에 따라, 유전체 층(172) 위에 형성된다. 마스크 층(182)은 일부 실시예들에 따라, 유전체 층(172)의 부분들을 노출시키는 개구들(182a)을 갖는다. 마스크 층(182)은 일부 실시예들에 따라, 포토레지스트 재료로 제조된다.1I, a
도 1j에 도시한 바와 같이, 유전체 층(172)의 부분들은 일부 실시예들에 따라, 유전체 층(172) 내에 개구들(172a)을 형성하기 위해 개구들(182a)을 통해 제거된다. 도 1j에 도시한 바와 같이, 도전 비아 구조들(192)은 일부 실시예들에 따라, 개구들(172a) 내에 형성된다.1J, portions of
도전 비아 구조들(192)의 일부는 일부 실시예들에 따라, 그 아래의 도전 구조들(150)과 직접 접촉한다. 도전 비아 구조들(192)의 일부는 일부 실시예들에 따라, 그 아래의 도전 구조들(134)과 직접 접촉한다. 도전 비아 구조들(192)은 구리, 알루미늄, 또는 다른 적합한 도전 재료로 제조된다.Some of the conductive via
도전 비아 구조들(192)의 형성은 일부 실시예들에 따라, 개구들(172A)을 채우기 위해 유전체 층(172) 위에 도전 재료 층(도시 안됨)을 형성하고; 유전체 층(172)이 노출될 때까지 도전 재료 층 위에서 평탄화 공정을 수행하는 것을 포함한다. 즉, 도전 비아 구조들(192)은 일부 실시예들에 따라, 단일 다마신 공정을 사용하여 형성된다.The formation of the conductive via
도 1j에 도시한 바와 같이, 유전체 층(174)은 일부 실시예들에 따라, 유전체 층(172) 위에 형성된다. 유전체 층(174)은 일부 실시예들에 따라, 폴리머 재료(예를 들어, 폴리이미드, PBO 등)로 제조된다. 일부 실시예들에서, 유전체 층(174)은 실리콘 이산화물 또는 고밀도 플라즈마 산화물과 같은 산화물로 제조된다. 일부 실시예들에서, 유전체 층(174)은 보로포스포실리케이트 글래스(BPSG), 스핀 온 글래스(SOG), 비도핑된 실리케이트 글래스(USG), 플루오르화된 실리케이트 글래스(FSG), 플라즈마-엔헌스트 TEOS(PETEOS) 등, 또는 이들의 조합으로 제조된다.1J,
도 1j에 도시한 바와 같이, 도전 라인들(194)은 일부 실시예들에 따라, 유전체 층(174) 내에 형성된다. 도전 라인들(194)은 일부 실시예들에 따라, 도전 비아 구조들(192)에 전기적으로 접속된다. 도전 라인들(194)은 일부 실시예들에 따라, 그 아래의 도전 비아 구조들(192)과 직접 접촉한다. 도전 라인들(194)은 구리, 알루미늄, 또는 다른 적합한 도전 재료로 제조된다. 도전 라인들(194)은 일부 실시예들에 따라, 단일 다마신 공정을 사용하여 형성된다.1J,
도 1j에 도시한 바와 같이, 유전체 층(176)은 일부 실시예들에 따라, 유전체 층(174) 및 도전 라인들(194) 위에 형성된다. 유전체 층(176)은 일부 실시예들에 따라, 폴리머 재료(예를 들어, 폴리이미드, PBO 등)로 제조된다. 일부 실시예들에서, 유전체 층(176)은 실리콘 이산화물 또는 고밀도 플라즈마 산화물과 같은 산화물로 제조된다. 일부 실시예들에서, 유전체 층(176)은 보로포스포실리케이트 글래스(BPSG), 스핀 온 글래스(SOG), 비도핑된 실리케이트 글래스(USG), 플루오르화된 실리케이트 글래스(FSG), 플라즈마-엔헌스트 TEOS(PETEOS) 등, 또는 이들의 조합으로 제조된다.1J,
도 1j에 도시한 바와 같이, 도전 비아 구조들(196)은 일부 실시예들에 따라, 유전체 층(176) 내에 형성된다. 도전 비아 구조들(196)은 일부 실시예들에 따라, 도전 라인들(194)에 전기적으로 접속된다. 도전 비아 구조들(196)은 일부 실시예들에 따라, 그 아래의 도전 라인들(194)과 직접 접촉한다. 도전 비아 구조들(196)은 구리, 알루미늄, 또는 다른 적합한 도전 재료로 제조된다. 도전 비아 구조들(196)은 일부 실시예들에 따라, 단일 다마신 공정을 사용하여 형성된다.1J, conductive via
도 1j에 도시한 바와 같이, 유전체 층(178)은 일부 실시예들에 따라, 유전체 층(176) 위에 형성된다. 유전체 층(178)은 일부 실시예들에 따라, 폴리머 재료(예를 들어, 폴리이미드, PBO 등)로 제조된다. 일부 실시예들에서, 유전체 층(178)은 실리콘 이산화물 또는 고밀도 플라즈마 산화물과 같은 산화물로 제조된다. 일부 실시예들에서, 유전체 층(178)은 보로포스포실리케이트 글래스(BPSG), 스핀 온 글래스(SOG), 비도핑된 실리케이트 글래스(USG), 플루오르화된 실리케이트 글래스(FSG), 플라즈마-엔헌스트 TEOS(PETEOS) 등, 또는 이들의 조합으로 제조된다.1J,
도 1j에 도시한 바와 같이, 도전 패드들(198)은 일부 실시예들에 따라, 유전체 층(178) 내에 형성된다. 도전 패드들(198)은 일부 실시예들에 따라, 도전 비아 구조들(196)에 전기적으로 접속된다. 도전 패드들(198)은 일부 실시예들에 따라, 그 아래의 도전 비아 구조들(196)과 직접 접촉한다. 도전 패드들(198)은 구리, 알루미늄, 또는 다른 적합한 도전 재료로 제조된다. 도전 패드들(198)은 일부 실시예들에 따라, 단일 다마신 공정을 사용하여 형성된다.1J,
유전체 층들(172, 174, 176, 및 178)은 일부 실시예들에 따라, 함께 유전체 구조(170)를 형성한다. 도전 비아 구조들(192 및 196), 도전 라인들(194), 도전 패드들(198), 및 유전체 구조(170)는 일부 실시예들에 따라, 함께 상호접속 구조(210)를 형성한다.
일부 다른 실시예들에서, 도전 비아 구조들(192 및 196), 도전 라인들(194), 및 도전 패드들(198)은 이중 다마신 공정들을 사용하여 형성된다. 일부 또 다른 실시예들에서, 유전체 층(172)은 감광성 재료로 만들어지고, 유전체 층(172) 및 도전 비아 구조들(192)의 형성은 일부 실시예들에 따라, 절연 층(140) 및 도전 층(160) 위에 감광성 재료 층(도시 안됨)을 형성하고; 개구들(172a)을 형성하기 위해 포토리소그래피 공정을 수행하고; 개구들(172a)을 채우기 위해 유전체 층(172) 위에 도전 재료 층(도시 안됨)을 형성하고; 유전체 층(172)이 노출될 때까지 도전 재료 층 위에서 평탄화 공정을 수행하는 것을 포함한다.In some other embodiments, conductive via
유전체 층들(174, 176, 및 178), 도전 라인들(194), 도전 비아 구조들(196), 및 도전 패드들(198)은 일부 실시예들에 따라, 유전체 층(172) 및 도전 비아 구조들(192)을 형성하기 위해 위에 언급된 공정들과 유사한 공정들을 사용하여 형성될 수 있다.
도 1k에 도시한 바와 같이, 칩(220)은 일부 실시예들에 따라, 칩(220)과 도전 패드들(198) 사이의 도전 범프들(230)을 통해 상호접속 구조(210)에 본딩된다, 칩(220)은 일부 실시예들에 따라, 도전 범프들(230) 및 상호접속 구조(210)를 통해 도전 구조들(150 및 134)에 전기적으로 접속된다.1K, the
칩(220)은 무선 주파수(RF) 칩, 그래픽 프로세서 장치(GPU) 칩, 또는 다른 적합한 고주파수 칩과 같은 고주파수 칩이다. 칩(220)은 일부 실시예들에 따라, 약 1㎓ 내지 약 60㎓ 범위의 주파수를 갖는 신호를 발생한다.The
도 1k에 도시한 바와 같이, 언더필 층(240)은 일부 실시예들에 따라, 칩(220)과 상호접속 구조(210) 사이의 갭 G 내에 형성된다. 언더필 층(240)은 일부 실시예들에 따라, 폴리머 재료와 같은, 절연 재료로 제조된다.1K,
도 1k에 도시한 바와 같이, 몰딩 층(250)은 일부 실시예들에 따라, 상호접속 구조(210) 위에 형성된다. 몰딩 층(250)은 일부 실시예들에 따라, 칩(220)을 덮고 칩(220), 언더필 층(240), 및 도전 범프들(230)을 둘러싼다.1K,
몰딩 층(250)은 일부 실시예들에 따라, 폴리머 재료와 같은, 절연 재료로 제조된다. 일부 실시예들에서, 몰딩 층(250)과 언더필 층(240)은 상이한 재료들로 제조된다. 일부 실시예들에서, 몰딩 층(250)과 언더필 층(240)은 동일한 재료로 제조된다.The
도 1l에 도시한 바와 같이, 몰딩 층(250)은 일부 실시예들에 따라, 캐리어 기판(260)에 본딩되고 거꾸로 뒤집혀 있다. 캐리어 기판(260)은 일부 실시예들에 따라, 후속하는 처리 단계들 동안 일시적인 기계적 및 구조적 지지를 제공하도록 구성된다. 캐리어 기판(260)은 일부 실시예들에 따라, 유리, 실리콘 산화물, 알루미늄 산화물, 금속, 이들의 조합 등을 포함한다.1L, the
도 1ma에 도시한 바와 같이, 기판(110), 제1 홀들(116) 및 제2 홀들(118) 내의 절연 층(120), 도전 차폐 구조들(132), 도전 구조들(134 및 150), 제1 홀들(116) 내의 절연 층(140)은 일부 실시예들에 따라, 도전 구조들(134 및 150)을 노출시키기 위해 기판(110)의 표면(114)으로부터 부분적으로 제거된다.As shown in FIG. 1ma, the insulating
제거 공정 후에, 일부 실시예들에 따라, 제1 홀들(116)은 제1 관통 홀들(116T)로 되고 제1 홀들(118)은 제1 관통 홀들(118T)로 된다. 도전 구조들(150)은 일부 실시예들에 따라, 각각 제1 관통 홀들(116T)을 관통한다. 도전 구조들(134)은 일부 실시예들에 따라, 각각 제2 관통 홀들(118T)을 관통한다.After the removal process, according to some embodiments, the
제거 공정은 일부 실시예들에 따라, 화학 기계적 연마 공정과 같은, 평탄화 공정을 포함한다. 그러므로, 도전 구조들(150), 절연 층(140), 도전 차폐 구조들(132), 절연 층(120), 및 기판(110)의 표면들(154, 148, 132b, 124, 및 114)은 일부 실시예들에 따라, 동일 평면이다. 도전 차폐 구조들(132)은 일부 실시예들에 따라, 도전 구조들(134 및 150) 및 칩(220)과 전기적으로 절연된다.The removal process includes a planarization process, such as a chemical mechanical polishing process, according to some embodiments. Therefore, the
도 1mb은 일부 실시예들에 따른, 도 1ma의 반도체 디바이스 구조물의 부분의 상면도이다. 도 1ma은 일부 실시예들에 따른, 도 1mb의 단면 선 I-I'를 따른 반도체 디바이스 구조물을 도시한 단면도이다.1mb is a top view of a portion of the semiconductor device structure of FIG. 1ma, in accordance with some embodiments. 1ma is a cross-sectional view illustrating a semiconductor device structure along section line I-I 'of FIG. 1mb, in accordance with some embodiments.
도 1ma 및 1mb에 도시한 바와 같이, 절연 층(140)은 일부 실시예들에 따라, 제1 관통 홀(116T) 내에 있고 도전 구조(150)를 연속적으로 둘러싼다. 도전 차폐 구조(132)는 일부 실시예들에 따라, 제1 관통 홀(116T) 내에 있고 절연 층(140)을 연속적으로 둘러싼다.1ma and 1mb, the insulating
절연 층(120)은 일부 실시예들에 따라, 제1 관통 홀(116T) 내에 있고 도전 차폐 구조(132)를 연속적으로 둘러싼다. 절연 층(120)는 일부 실시예들에 따라, 제2 관통 홀(118T) 내에 있고 도전 구조(134)를 연속적으로 둘러싼다.The insulating
도 1ma 및 1mb에 도시한 바와 같이, 제1 관통 홀들(116T) 중 하나 내의 도전 차폐 구조(132)는 일부 실시예들에 따라, 튜브형이다. 제1 관통 홀들(116T) 중 하나에서, 절연 층(140), 도전 차폐 구조(132), 및 절연 층(120)은 일부 실시예들에 따라, 서로 동심인 튜브 구조들이다. 튜브 구조들은 일부 실시예들에 따라, 도전 구조(150)에 대해 동심이다.1ma and 1mb, the
일부 실시예들에서, 각각의 도전 구조(150)의 폭 W3은 각각의 도전 구조(134)의 폭 W4와 실질적으로 동일하다. 용어 "실질적으로 동일한"이란 일부 실시예들에 따라, "10% 내"를 의미한다. 예를 들어, "실질적으로 동일한"이란 일부 실시예들에 따라, "폭들 W3과 W4 간의 차이는 폭 W3 또는 W4의 10% 내에 있다는" 것을 의미한다.In some embodiments, the width W3 of each
일부 실시예들에서, 2개의 인접한 도전 구조들(150) 간의 거리 S1, 인접한 도전 구조들(150 및 134) 간의 거리 S2, 및 2개의 인접한 도전 구조들(134) 간의 거리 S3은 서로 실질적으로 동일하다.In some embodiments, the distance S1 between the two adjacent
일부 실시예들에서, 2개의 인접한 제1 관통 홀들(116T) 간의 거리 S4는 인접한 관통 홀들(116T 및 118T) 간의 거리 S5보다 적고, 거리 S5는 2개의 인접한 제2 관통 홀들(118T) 간의 거리 S6보다 적다.In some embodiments, the distance S4 between the two adjacent first through
도 1na에 도시한 바와 같이, 상호접속 구조(270)는 일부 실시예들에 따라, 기판(110)의 표면(114) 위에 형성된다. 상호접속 구조(270)는 일부 실시예들에 따라, 유전체 구조(271), 배선 층들(272, 273, 및 274), 도전 패드들(275), 및 도전 비아 구조들(276)을 포함한다.1na,
배선 층들(272, 273, 및 274), 도전 패드들(275), 및 도전 비아 구조들(276)은 일부 실시예들에 따라, 유전체 구조(271) 내에 형성된다. 배선 층들(272, 273, 및 274)과 도전 패드들(275)은 일부 실시예들에 따라, 그 사이의 도전 비아 구조들(276)을 통해 서로 전기적으로 접속된다.Wiring layers 272, 273, and 274,
배선 층들(272, 273, 및 274), 도전 패드들(275), 및 도전 비아 구조들(276)은 일부 실시예들에 따라, 도전 구조들(134 및 150) 및 도전 차폐 구조들(132)에 전기적으로 접속된다.The wiring layers 272, 273, and 274, the
배선 층(274)은 일부 실시예들에 따라, 도전 라인들(274a 및 274b)을 포함한다. 도전 라인(274a)은 일부 실시예들에 따라, 도전 구조(150)에 전기적으로 접속된다. 도전 라인(274b)은 일부 실시예들에 따라, 도전 차폐 구조(132)에 전기적으로 접속된다. 도전 라인(274a)은 일부 실시예들에 따라, 도전 라인(274b)과 전기적으로 절연된다.The wiring layer 274 includes
도 1mb은 일부 실시예들에 따른, 도 1na의 반도체 디바이스 구조물의 영역 A의 상면도이다. 도 1na 및 1nb에 도시한 바와 같이, 도전 라인(274b)은 일부 실시예들에 따라, 배선 층(274)의 도전 라인(274a)과 인접한 도전 라인들 간의 신호 간섭을 감소시키기 위해 전체 도전 라인(274a)을 연속적으로 둘러싼다. 배선 층들(272, 273, 및 274), 도전 패드들(275), 및 도전 비아 구조들(276)은 일부 실시예들에 따라, 단일 다마신 공정들을 사용하여 형성된다.1mb is a top view of area A of the semiconductor device structure of FIG. 1na, in accordance with some embodiments. 1na and 1nb, the
도 1na 및 1nb에 도시한 바와 같이, 도전 범프들(282 및 286) 및 접지 범프들(284)은 일부 실시예들에 따라, 상호접속 구조(270) 위에 형성된다. 도전 범프들(282 및 286) 및 접지 범프들(284)은 일부 실시예들에 따라, 각각 도전 패드들(275) 위에 배치된다. 도전 범프들(282)은 일부 실시예들에 따라, 각각 도전 패드들(275), 배선 층들(272, 273, 및 274), 및 도전 비아 구조들(276)을 통해 도전 구조들(150)에 전기적으로 접속된다.1na and 1nb,
도전 범프들(284)은 일부 실시예들에 따라, 각각 도전 패드들(275), 배선 층들(272, 273, 및 274), 및 도전 비아 구조들(276)을 통해 도전 차폐 구조들(132)에 전기적으로 접속된다. 도전 범프들(286)은 일부 실시예들에 따라, 각각 도전 패드들(275), 배선 층들(272, 273, 및 274), 및 도전 비아 구조들(276)을 통해 도전 구조들(134)에 전기적으로 접속된다.The
도 1na 및 1nb에 도시한 바와 같이, 접지 범프들(284)은 일부 실시예들에 따라, 도전 범프(282)를 둘러싸고 도전 라인(274b)에 전기적으로 접속된다. 도전 범프(282)는 일부 실시예들에 따라, 도전 라인(274a)에 전기적으로 접속된다. 접지 범프들(284)은 일부 실시예들에 따라, 도전 범프(282)와 전기적으로 절연된다.1na and 1nb, ground bumps 284 surround
도 1o에 도시한 바와 같이, 기판(110)은 일부 실시예들에 따라, 거꾸로 뒤집혀 있고 캐리어 기판(260)이 제거된다. 도 1o에 도시한 바와 같이, 다이싱 공정이 일부 실시예들에 따라, 상호접속 구조들(210 및 270), 기판(110), 절연 층들(120 및 140), 및 몰딩 층(250)을 개별적인 반도체 디바이스 구조물들(200)로 절단하도록 수행된다.1O, the
간단히 하기 위해, 도 1o는 일부 실시예들에 따른, 반도체 디바이스 구조물들(200) 중 하나만을 도시한다. 반도체 디바이스 구조물들(200)은 일부 실시예들에 따라, 칩 패키지 구조들이라고도 한다.For simplicity, FIG. 1O shows only one of the
도 1o에 도시한 바와 같이, 다이싱 공정 후에, 도전 차폐 층(290)이 일부 실시예들에 따라, 몰딩 층(250), 상호접속 구조들(210 및 270), 기판(110), 절연 층들(120 및 140) 위에 형성된다.As shown in FIG. 1O, after the dicing process, the
도전 차폐 층(290)은 일부 실시예들에 따라, 몰딩 층(250)의 상부 표면(252) 및 몰딩 층(250), 상호접속 구조(210), 절연 층(140), 절연 층(120), 기판(110), 및 상호접속 구조(270)의 측벽들(254, 212, 149, 126, 119, 및 277)을 덮는다.The
도전 차폐 층(290)은 일부 실시예들에 따라, 반도체 디바이스 구조물(200)과 반도체 디바이스 구조물(200)과 인접한 다른 반도체 디바이스 구조물들 간의 신호 간섭을 감소시키도록 구성된다. 도전 차폐 층(290)은 일부 실시예들에 따라, 칩(220), 도전 차폐 구조들(132), 및 도전 구조들(134 및 150)과 전기적으로 절연된다.The
측벽들(254, 212, 149, 126, 119, 및 277)은 일부 실시예들에 따라, 동일 평면이다. 도전 차폐 층(290)은 일부 실시예들에 따라, 금속 재료 또는 합금 재료로 제조된다. 금속 재료는 구리, 금, 알루미늄, 텅스텐, 또는 다른 적합한 금속 재료를 포함한다. 도전 차폐 층(290)은 일부 실시예들에 따라, 물리적 퇴적 공정 또는 도금 공정을 사용하여 형성된다.The
도전 구조들(150)은 일부 실시예들에 따라, 고주파수들(예를 들어, 1㎓보다 큰 주파수들)을 갖는 신호들을 송신하도록 구성된다. 도전 구조들(134)은 일부 실시예들에 따라, 도전 구조들(150)에 의해 송신된 신호들의 것보다 낮은 주파수들을 갖는 신호들을 송신하도록 구성된다. 도전 차폐 구조들(132)은 일부 실시예들에 따라, 도전 구조들(150) 사이 및/또는 도전 구조들(150 및 134) 사이의 신호 간섭을 감소시키도록 구성된다.The
도전 차폐 구조들(132)은 신호 간섭을 감소시키기 때문에, 2개의 인접한 도전 구조들(150) 간의 거리 S1, 인접한 도전 구조들(150 및 134) 간의 거리 S2, 및 2개의 인접한 도전 구조들(134) 간의 거리 S3은 서로 실질적으로 동일하게 유지될 수 있다. 즉, 신호 간섭을 감소시키기 위해 거리들 S1 및 S2를 증가시킬 필요가 없다. 그러므로, 도전 차폐 구조들(132)의 형성은 기판(110) 및 반도체 디바이스 구조물들(200)의 크기들을 감소시킬 수 있다. 일부 다른 실시예들에서, 설계 요건들에 따라, 거리 S1, S2, 또는 S3 중 적어도 2개가 서로 상이하다.Since the
도 2는 일부 실시예들에 따른, 반도체 디바이스 구조물의 단면도이다. 도 2에 도시한 바와 같이, 반도체 디바이스 구조물(300)은 반도체 디바이스 구조물(300)이 일부 실시예들에 따라, 칩들(310 및 320)을 갖고 있고 도 1o의 반도체 디바이스 구조물(200)를 갖지 않는다는 것을 제외하고, 도 1o의 반도체 디바이스 구조물(200)와 유사하다.2 is a cross-sectional view of a semiconductor device structure, in accordance with some embodiments. As shown in FIG. 2, the
칩(310)은 일부 실시예들에 따라, 도전 구조들(150)에 전기적으로 접속된다. 칩(320)은 일부 실시예들에 따라, 도전 구조들(134)에 전기적으로 접속된다. 칩(310)은 무선 주파수(RF) 칩, 그래픽 프로세서 장치(GPU) 칩, 또는 다른 적합한 고주파수 칩과 같은 고주파수 칩이다.
칩(320)은 저주파수 칩 또는 다른 적합한 칩이다. 칩(320)은 일부 실시예들에 따라, 칩(310)에 의해 발생된 신호의 주파수보다 낮은 주파수를 갖는 신호를 발생한다. 반도체 디바이스 구조물(300)은 일부 실시예들에 따라, 칩 패키지 구조들이라고도 한다.The
도 3a는 일부 실시예들에 따른, 반도체 디바이스 구조물(400)의 단면도이다. 도 3b는 일부 실시예들에 따른, 도 3a의 반도체 디바이스 구조물(400)의 기판(110)의 하면도이다. 도 3a는 일부 실시예들에 따른, 도 3b의 단면 선 I-I'를 따른 반도체 디바이스 구조물(400)을 도시한 단면도이다.3A is a cross-sectional view of a
도 3a 및 3b에 도시한 바와 같이, 반도체 디바이스 구조물(400)은 반도체 디바이스 구조물(400)이 일부 실시예들에 따라, 제1 관통 홀들(116T) 사이에 제2 관통 홀(118T)을 갖고 있는 것을 제외하고, 도 2의 반도체 디바이스 구조물(300)과 유사하다. 즉, 제2 관통 홀(118T) 내의 도전 구조(134)는 일부 실시예들에 따라, 각각 제1 관통 홀들(116T) 내의 도전 차폐 구조들(132) 사이에 있다.3A and 3B, the
기판(110)은 일부 실시예들에 따라, 고주파수 영역(111)을 갖는다. 고주파수 요소들(예를 들어, 고주파수 칩들)이 고주파수 영역(111) 내에 형성될 수 있다. 고주파수 영역(111)에서, 제1 관통 홀들(116T)과 제2 관통 홀들(118T)은 일부 실시예들에 따라, 교대로 배열된다.The
고주파수 영역(111)에서, 도전 구조들(134)과 도전 차폐 구조들(132)은 일부 실시예들에 따라, 교대로 배열된다. 도전 차폐 구조들(132)은 일부 실시예들에 따라, 도전 구조들(134) 중 하나를 둘러싼다. 도전 구조들(134)은 일부 실시예들에 따라, 도전 차폐 구조들(132) 중 하나를 둘러싼다.In the
고주파수 영역(111) 내의 도전 구조들(134) 간의 거리 S7은 고주파수 영역(111) 외부의 도전 구조들(134) 간의 거리 S3보다 크기 때문에, 거리 S7은 고주파수 영역(111) 내의 도전 구조들(134) 간의 신호 간섭을 감소시킬 수 있다. 반도체 디바이스 구조물(400)은 일부 실시예들에 따라, 칩 패키지 구조들이라고도 한다.Since the distance S7 between the
일부 실시예들에 따라, 반도체 디바이스 구조물들 및 이를 형성하는 방법이 제공된다. (반도체 디바이스 구조물을 형성하는) 방법들은 관통 기판 비아와 다른 인접한 관통 기판 비아들 간의 신호 간섭을 감소시키도록 관통 기판을 둘러싸기 위해 기판 내의 도전 차폐 구조를 형성한다. 그러므로, 신호 간섭을 감소시키기 위해 관통 기판 비아들 간의 거리를 증가시킬 필요가 없다. 결과적으로, 도전 차폐 구조들의 형성은 기판의 크기 및 기판을 갖는 칩 패키지 구조의 크기를 감소시킬 수 있다.In accordance with some embodiments, semiconductor device structures and methods of forming the same are provided. Methods (forming a semiconductor device structure) form a conductive shield structure within the substrate to surround the through substrate to reduce signal interference between the through substrate vias and other adjacent through substrate vias. Therefore, there is no need to increase the distance between through substrate vias to reduce signal interference. As a result, the formation of conductive shielding structures can reduce the size of the substrate and the size of the chip package structure with the substrate.
일부 실시예들에 따르면, 반도체 디바이스 구조물을 형성하는 방법이 제공된다. 상기 방법은 기판의 제1 표면 내에 제1 홀 및 제2 홀을 형성하는 단계를 포함한다. 상기 방법은 상기 제1 홀 및 상기 제2 홀 내에 제1 절연 층을 형성하는 단계를 포함한다. 상기 방법은 상기 제1 절연 층 위에 그리고 상기 제1 홀 및 상기 제2 홀 내에 도전 층을 형성하는 단계를 포함한다. 상기 도전 층은 상기 제1 홀 내에 제1 리세스를 갖고 상기 제2 홀을 채운다. 상기 방법은 상기 제1 리세스 내의 상기 도전 층 위에 제2 절연 층을 형성하는 단계를 포함한다. 상기 제2 절연 층은 상기 제1 리세스 내에 제2 리세스를 갖는다. 상기 방법은 상기 제2 리세스 내에 도전 구조를 형성하는 단계를 포함한다. 상기 방법은 상기 제1 홀 및 상기 제2 홀 내의 상기 도전 층 및 상기 도전 구조를 노출시키기 위해 상기 기판의 제2 표면으로부터 상기 기판, 상기 제1 절연 층, 상기 도전 층, 및 상기 제2 절연 층을 부분적으로 제거하는 단계를 포함한다. 상기 제2 표면은 상기 제1 표면에 대향한다.According to some embodiments, a method of forming a semiconductor device structure is provided. The method includes forming a first hole and a second hole in the first surface of the substrate. The method includes forming a first insulating layer in the first hole and the second hole. The method includes forming a conductive layer over the first insulating layer and in the first hole and the second hole. The conductive layer has a first recess in the first hole and fills the second hole. The method includes forming a second insulating layer over the conductive layer in the first recess. The second insulating layer has a second recess in the first recess. The method includes forming a conductive structure in the second recess. The method includes the substrate, the first insulating layer, the conductive layer, and the second insulating layer from the second surface of the substrate to expose the conductive layer and the conductive structure in the first hole and the second hole. And partially removing it. The second surface is opposite the first surface.
일부 실시예들에 따르면, 반도체 디바이스 구조물을 형성하는 방법이 제공된다. 상기 방법은 기판의 제1 표면 내에 제1 홀 및 제2 홀을 형성하는 단계를 포함한다. 상기 방법은 상기 제1 홀 및 상기 제2 홀 내에 제1 절연 층을 컨포멀하게 형성하는 단계를 포함한다. 상기 방법은 상기 제1 절연 층 위에 도전 층을 형성하는 단계를 포함한다. 상기 도전 층은 상기 제1 홀 내의 제1 절연 층을 컨포멀하게 덮고 상기 제1 홀 내에 제1 리세스를 갖고, 상기 도전 층은 상기 제2 홀을 채운다. 상기 방법은 상기 도전 층 위에 제2 절연 층을 형성하는 단계를 포함한다. 상기 제2 절연 층은 상기 제1 리세스 내에 제2 리세스를 갖는다. 상기 방법은 상기 제2 리세스를 채우기 위해 상기 제2 리세스 내에 도전 구조를 형성하는 단계를 포함한다. 상기 방법은 상기 제1 홀 및 상기 제2 홀 내의 상기 도전 층 및 상기 도전 구조를 노출시키기 위해 상기 기판의 제2 표면으로부터 상기 기판, 상기 제1 홀 및 상기 제2 홀 내의 상기 제1 절연 층, 상기 제1 홀 및 상기 제2 홀 내의 상기 도전 층, 및 상기 제2 절연 층을 부분적으로 제거하는 단계를 포함한다. 상기 제2 표면은 상기 제1 표면에 대향하고, 상기 제1 홀 내의 상기 도전 층은 도전 차폐 구조를 형성한다.According to some embodiments, a method of forming a semiconductor device structure is provided. The method includes forming a first hole and a second hole in the first surface of the substrate. The method includes conformally forming a first insulating layer in the first hole and the second hole. The method includes forming a conductive layer over the first insulating layer. The conductive layer conformally covers the first insulating layer in the first hole and has a first recess in the first hole, and the conductive layer fills the second hole. The method includes forming a second insulating layer over the conductive layer. The second insulating layer has a second recess in the first recess. The method includes forming a conductive structure in the second recess to fill the second recess. The method comprises the first insulating layer in the substrate, the first hole and the second hole, from the second surface of the substrate to expose the conductive layer and the conductive structure in the first hole and the second hole, And partially removing the conductive layer and the second insulating layer in the first hole and the second hole. The second surface faces the first surface, and the conductive layer in the first hole forms a conductive shielding structure.
일부 실시예들에 따르면, 반도체 디바이스 구조물이 제공된다. 상기 반도체 디바이스 구조물은 기판을 포함한다. 상기 반도체 디바이스 구조물은 상기 기판을 관통하는 제1 도전 구조를 포함한다. 상기 반도체 디바이스 구조물은 상기 기판을 관통하고 상기 제1 도전 구조를 둘러싸는 제1 절연 층을 포함한다. 상기 반도체 디바이스 구조물은 상기 기판을 관통하고 상기 제1 절연 층을 둘러싸는 도전 차폐 구조를 포함한다. 상기 반도체 디바이스 구조물은 상기 기판을 관통하고 상기 도전 차폐 구조를 둘러싸는 제2 절연 층을 포함한다. 상기 반도체 디바이스 구조물은 상기 기판을 관통하는 제2 도전 구조를 포함한다. 상기 제2 도전 구조와 상기 도전 차폐 구조는 동일한 도전 재료로 제조된다. 상기 반도체 디바이스 구조물은 상기 기판을 관통하고 상기 제2 도전 구조를 둘러싸는 제3 절연 층을 포함한다. 상기 제3 절연 층과 상기 제2 절연 층은 동일한 도전 재료로 제조된다.According to some embodiments, a semiconductor device structure is provided. The semiconductor device structure includes a substrate. The semiconductor device structure includes a first conductive structure penetrating the substrate. The semiconductor device structure includes a first insulating layer penetrating the substrate and surrounding the first conductive structure. The semiconductor device structure includes a conductive shielding structure penetrating the substrate and surrounding the first insulating layer. The semiconductor device structure includes a second insulating layer penetrating the substrate and surrounding the conductive shielding structure. The semiconductor device structure includes a second conductive structure penetrating the substrate. The second conductive structure and the conductive shielding structure are made of the same conductive material. The semiconductor device structure includes a third insulating layer penetrating the substrate and surrounding the second conductive structure. The third insulating layer and the second insulating layer are made of the same conductive material.
실시예 1은, 반도체 디바이스 구조물을 형성하는 방법으로서, 기판의 제1 표면 내에 제1 홀 및 제2 홀을 형성하는 단계; 상기 제1 홀 및 상기 제2 홀 내에 제1 절연 층을 형성하는 단계; 상기 제1 절연 층 위에 그리고 상기 제1 홀 및 상기 제2 홀 내에 도전 층을 형성하는 단계 - 상기 도전 층은 상기 제1 홀 내에 제1 리세스를 갖고 상기 제2 홀을 채움 - ; 상기 제1 리세스 내의 상기 도전 층 위에 제2 절연 층을 형성하는 단계 - 상기 제2 절연 층은 상기 제1 리세스 내에 제2 리세스를 가짐 - ; 상기 제2 리세스 내에 도전 구조를 형성하는 단계; 및 상기 제1 홀 및 상기 제2 홀 내의 상기 도전 층 및 상기 도전 구조를 노출시키기 위해 상기 기판의 제2 표면으로부터 상기 기판, 상기 제1 절연 층, 상기 도전 층, 및 상기 제2 절연 층을 부분적으로 제거하는 단계 - 상기 제2 표면은 상기 제1 표면에 대향함 - 를 포함하는, 반도체 디바이스 구조물을 형성하는 방법이다.
실시예 2는, 실시예 1에 있어서, 상기 기판, 상기 제1 절연 층, 상기 도전 층, 및 상기 제2 절연 층을 부분적으로 제거하는 단계는 평탄화 공정을 포함하는 반도체 디바이스 구조물을 형성하는 방법이다.Example 2, in Example 1, the step of partially removing the substrate, the first insulating layer, the conductive layer, and the second insulating layer is a method of forming a semiconductor device structure including a planarization process. .
실시예 3은, 상기 제2 절연 층의 제1 두께는 상기 도전 층의 제2 두께보다 크고, 상기 제2 두께는 상기 제1 절연 층의 제3 두께보다 큰, 반도체 디바이스 구조물을 형성하는 방법이다.Example 3 is a method of forming a semiconductor device structure, wherein the first thickness of the second insulating layer is greater than the second thickness of the conductive layer, and the second thickness is greater than the third thickness of the first insulating layer. .
실시예 4는, 실시예 1에 있어서, 상기 제1 홀의 제1 폭은 상기 제2 홀의 제2 폭보다 큰, 반도체 디바이스 구조물을 형성하는 방법이다.Example 4 is a method of forming a semiconductor device structure in Example 1 in which the first width of the first hole is greater than the second width of the second hole.
실시예 5는, 실시예 1에 있어서, 상기 제2 절연 층을 형성하는 단계는, 상기 도전 층 및 상기 제1 표면 위에 상기 제2 절연 층을 컨포멀하게 퇴적하는 단계; 및 상기 도전 구조를 형성한 후에, 제2 절연 층 내에 개구 - 상기 개구는 상기 제2 홀 내의 상기 도전 층을 노출함 - 를 형성하는 단계를 포함하는, 반도체 디바이스 구조물을 형성하는 방법이다.Example 5, in Example 1, forming the second insulating layer comprises: conformally depositing the second insulating layer over the conductive layer and the first surface; And after forming the conductive structure, forming an opening in a second insulating layer, the opening exposing the conductive layer in the second hole.
실시예 6은, 실시예 1에 있어서, 상기 도전 층을 형성하는 단계는, 상기 제1 절연 층 위에 상기 도전 층을 형성하는 단계 - 상기 도전 층은 상기 제1 홀 내의 상기 제1 절연 층 및 상기 제1 표면 위의 상기 제1 절연 층을 컨포멀하게 덮음 -; 및 상기 제1 표면 위의 상기 도전 층을 제거하는 단계를 포함하는, 반도체 디바이스 구조물을 형성하는 방법이다.Example 6, in Example 1, forming the conductive layer comprises: forming the conductive layer over the first insulating layer, wherein the conductive layer includes the first insulating layer and the first hole in the first hole; Conformally covering the first insulating layer over a first surface-; And removing the conductive layer over the first surface.
실시예 7은, 실시예 6에 있어서, 상기 제1 표면 위의 상기 도전 층을 제거하는 단계는, 상기 제1 표면 위의 상기 제1 절연 층이 노출될 때까지 상기 도전 층 위에서 평탄화 공정을 수행하는 단계를 포함하는, 반도체 디바이스 구조물을 형성하는 방법이다.In Example 7, in Example 6, the step of removing the conductive layer on the first surface performs a planarization process on the conductive layer until the first insulating layer on the first surface is exposed. It comprises a step of forming a semiconductor device structure.
실시예 8은, 실시예 1에 있어서, 상기 제2 표면으로부터 상기 기판, 상기 제1 절연 층, 상기 도전 층, 및 상기 제2 절연 층을 부분적으로 제거한 후에, 상기 제1 홀 내의 상기 도전 층은 튜브형으로 되고 상기 도전 구조를 연속적으로 둘러싸는, 반도체 디바이스 구조물을 형성하는 방법이다.Example 8 is that in Example 1, after partially removing the substrate, the first insulating layer, the conductive layer, and the second insulating layer from the second surface, the conductive layer in the first hole is It is a method of forming a semiconductor device structure that becomes tubular and continuously surrounds the conductive structure.
실시예 9는, 실시예 1에 있어서, 상기 제2 리세스 내에 상기 도전 구조를 형성한 후에 그리고 상기 제2 표면으로부터 상기 기판, 상기 제1 절연 층, 상기 도전 층, 및 상기 제2 절연 층을 부분적으로 제거하기 전에, 상기 제1 표면, 상기 도전 구조 및 상기 도전 층 위에 상호접속 구조를 형성하는 단계; 상기 상호접속 구조에 칩을 본딩하는 단계; 및 상기 칩을 둘러싸도록 상기 상호접속 구조 위에 몰딩 층을 형성하는 단계를 더 포함하는, 반도체 디바이스 구조물을 형성하는 방법이다.Example 9 provides the substrate, the first insulating layer, the conductive layer, and the second insulating layer in Example 1 after forming the conductive structure in the second recess and from the second surface. Forming an interconnect structure over the first surface, the conductive structure, and the conductive layer, before partially removing; Bonding a chip to the interconnect structure; And forming a molding layer over the interconnect structure to surround the chip.
실시예 10은, 반도체 디바이스 구조물을 형성하는 방법으로서, 기판의 제1 표면 내에 제1 홀 및 제2 홀을 형성하는 단계; 상기 제1 홀 및 상기 제2 홀 내에 제1 절연 층을 컨포멀하게 형성하는 단계; 상기 제1 절연 층 위에 도전 층을 형성하는 단계 - 상기 도전 층은 상기 제1 홀 내의 제1 절연 층을 컨포멀하게 덮으며 상기 제1 홀 내에 제1 리세스를 갖고, 상기 도전 층은 상기 제2 홀을 채움 - ; 상기 도전 층 위에 제2 절연 층을 형성하는 단계 - 상기 제2 절연 층은 상기 제1 리세스 내에 제2 리세스를 가짐 - ; 상기 제2 리세스를 채우기 위해 상기 제2 리세스 내에 도전 구조를 형성하는 단계; 및 상기 제1 홀 및 상기 제2 홀 내의 상기 도전 층 및 상기 도전 구조를 노출시키기 위해 상기 기판의 제2 표면으로부터 상기 기판, 상기 제1 홀 및 상기 제2 홀 내의 상기 제1 절연 층, 상기 제1 홀 및 상기 제2 홀 내의 상기 도전 층, 및 상기 제2 절연 층을 부분적으로 제거하는 단계 - 상기 제2 표면은 상기 제1 표면에 대향하고, 상기 제1 홀 내의 상기 도전 층은 도전 차폐 구조물를 형성함 - 를 포함하는, 반도체 디바이스 구조물을 형성하는 방법이다.Embodiment 10 is a method of forming a semiconductor device structure, comprising: forming a first hole and a second hole in a first surface of a substrate; Conformally forming a first insulating layer in the first hole and the second hole; Forming a conductive layer over the first insulating layer-the conductive layer conformally covers the first insulating layer in the first hole and has a first recess in the first hole, the conductive layer being the first insulating
실시예 11은, 실시예 10에 있어서, 상기 제2 리세스 내에 상기 도전 구조를 형성한 후에 그리고 상기 제2 표면으로부터 상기 기판, 상기 제1 홀 및 상기 제2 홀 내의 상기 제1 절연 층, 상기 제1 홀 및 상기 제2 홀 내의 상기 도전 층, 및 상기 제2 절연 층을 부분적으로 제거하기 전에, 상기 제1 표면, 상기 도전 구조 및 상기 도전 층 위에 제1 상호접속 구조를 형성하는 단계; 상기 제1 상호접속 구조에 칩을 본딩하는 단계 - 상기 칩은 상기 제1 상호접속 구조를 통해 도전 구조 및 상기 제2 홀 내의 도전 층에 전기적으로 접속되고, 상기 제1 홀 내의 상기 도전 층은 상기 도전 구조, 상기 제2 홀 내의 상기 도전 층, 및 상기 칩과 전기적으로 절연됨 - ; 및 상기 칩을 둘러싸도록 상기 제1 상호접속 구조 위에 몰딩 층을 형성하는 단계를 더 포함하는, 반도체 디바이스 구조물을 형성하는 방법이다.
실시예 12는, 실시예 11에 있어서, 상기 제2 표면으로부터 상기 기판, 상기 제1 홀 및 상기 제2 홀 내의 상기 제1 절연 층, 상기 제1 홀 및 상기 제2 홀 내의 상기 도전 층, 및 상기 제2 절연 층을 부분적으로 제거한 후에, 상기 제2 표면 위에 제2 상호접속 구조를 형성하는 단계를 더 포함하고, 상기 제2 상호접속 구조는 유전체 구조물, 상기 유전체 구조물 내의 제1 도전 라인 및 제2 도전 라인을 포함하고, 상기 제1 도전 라인 및 상기 제2 도전 라인은 각각 상기 도전 구조 및 상기 도전 차폐 구조에 전기적으로 접속되는 것인, 반도체 디바이스 구조물을 형성하는 방법이다.Example 12 is the method according to Example 11, wherein the substrate, the first insulating layer in the first hole and the second hole, the conductive layer in the first hole and the second hole from the second surface, and After partially removing the second insulating layer, further comprising forming a second interconnect structure over the second surface, the second interconnect structure comprising a dielectric structure, a first conductive line in the dielectric structure, and a first A method of forming a semiconductor device structure, comprising two conductive lines, wherein the first conductive line and the second conductive line are electrically connected to the conductive structure and the conductive shielding structure, respectively.
실시예 13은, 실시예 12에 있어서, 상기 제1 도전 라인은 상기 제2 도전 라인과 전기적으로 절연되고, 상기 제2 도전 라인은 상기 제1 도전 라인 전체를 연속적으로 둘러싸는, 반도체 디바이스 구조물을 형성하는 방법이다.Embodiment 13 is a semiconductor device structure according to embodiment 12, wherein the first conductive line is electrically insulated from the second conductive line, and the second conductive line continuously surrounds the entire first conductive line. It is a way to form.
실시예 14는, 실시예 12에 있어서, 상기 제2 상호접속 구조 위에 도전 범프 및 복수의 접지 범프들을 형성하는 단계를 더 포함하고, 상기 도전 범프는 상기 도전 구조에 전기적으로 접속되고, 상기 접지 범프들은 상기 도전 차폐 구조에 전기적으로 접속되고 상기 도전 범프를 둘러싸는 것인, 반도체 디바이스 구조물을 형성하는 방법이다.Embodiment 14 further includes forming a conductive bump and a plurality of ground bumps on the second interconnect structure, the conductive bump being electrically connected to the conductive structure, and the ground bump These are methods of forming a semiconductor device structure, which are electrically connected to and surround the conductive bump.
실시예 15는, 실시예 14에 있어서, 상기 도전 범프 및 상기 접지 범프들을 형성한 후에, 상기 몰딩 층 및 상기 칩의 상부 표면들과, 상기 몰딩 층, 상기 제1 상호접속 구조, 상기 기판 및 상기 제2 상호접속 구조의 측벽들 위에 도전 차폐 층을 형성하는 단계를 더 포함하고, 상기 도전 차폐 층은 상기 칩 및 상기 도전 차폐 구조와 전기적으로 절연되는, 반도체 디바이스 구조물를 형성하는 방법이다.Embodiment 15, according to Embodiment 14, after forming the conductive bumps and the ground bumps, upper surfaces of the molding layer and the chip, the molding layer, the first interconnect structure, the substrate, and the And forming a conductive shielding layer over sidewalls of the second interconnect structure, wherein the conductive shielding layer is electrically insulated from the chip and the conductive shielding structure.
실시예 16은, 반도체 디바이스 구조물로서, 기판; 상기 기판을 관통하는 제1 도전 구조; 상기 기판을 관통하고 상기 제1 도전 구조를 둘러싸는 제1 절연 층; 상기 기판을 관통하고 상기 제1 절연 층을 둘러싸는 도전 차폐 구조; 상기 기판을 관통하고 상기 도전 차폐 구조를 둘러싸는 제2 절연 층; 상기 기판을 관통하는 제2 도전 구조 - 상기 제2 도전 구조와 상기 도전 차폐 구조는 동일한 도전 재료로 제조됨 - ; 및 상기 기판을 관통하고 상기 제2 도전 구조를 둘러싸는 제3 절연 층 - 상기 제3 절연 층과 상기 제2 절연 층은 동일한 절연 재료로 제조됨 - 을 포함하는 반도체 디바이스 구조물이다.Embodiment 16 is a semiconductor device structure, comprising: a substrate; A first conductive structure penetrating the substrate; A first insulating layer penetrating the substrate and surrounding the first conductive structure; A conductive shielding structure penetrating the substrate and surrounding the first insulating layer; A second insulating layer penetrating the substrate and surrounding the conductive shielding structure; A second conductive structure penetrating the substrate, wherein the second conductive structure and the conductive shielding structure are made of the same conductive material; And a third insulating layer penetrating the substrate and surrounding the second conductive structure, wherein the third insulating layer and the second insulating layer are made of the same insulating material.
실시예 17은, 실시예 16에 있어서, 상기 제1 도전 구조 및 상기 제1 절연 층의 상부 표면들은 동일 평면인, 반도체 디바이스 구조물이다.Example 17 is the semiconductor device structure of Example 16, wherein the first conductive structure and the top surfaces of the first insulating layer are coplanar.
실시예 18은, 실시예 17에 있어서, 상기 제1 도전 구조, 상기 제1 절연 층, 상기 도전 차폐 구조, 상기 제2 절연 층, 상기 기판, 상기 제3 절연 층, 및 상기 제2 도전 구조의 하부 표면들은 동일 평면인, 반도체 디바이스 구조물이다.Example 18 is the method according to Example 17, wherein the first conductive structure, the first insulating layer, the conductive shielding structure, the second insulating layer, the substrate, the third insulating layer, and the second conductive structure The lower surfaces are coplanar, semiconductor device structures.
실시예 19는, 실시예 16에 있어서, 상기 제1 절연 층의 제1 두께는 상기 도전 차폐 구조의 제2 두께보다 크고, 상기 제2 두께는 상기 제2 절연 층의 제3 두께보다 크고 상기 제3 절연 층의 제4 두께보다 큰, 반도체 디바이스 구조물이다.In Example 19, in Example 16, the first thickness of the first insulating layer is greater than the second thickness of the conductive shielding structure, and the second thickness is greater than the third thickness of the second insulating layer and the agent is 3 is a semiconductor device structure larger than the fourth thickness of the insulating layer.
실시예 20은, 실시예 16에 있어서, 상기 제2 절연 층의 제1 두께는 상기 제3 절연 층의 제2 두께와 실질적으로 동일하고, 상기 제2 절연 층은 상기 제3 절연 층에 직접 접속되는, 반도체 디바이스 구조물이다.In Example 16, in Example 16, the first thickness of the second insulating layer is substantially the same as the second thickness of the third insulating layer, and the second insulating layer is directly connected to the third insulating layer. It is a semiconductor device structure.
전술한 것은 본 기술 분야의 통상의 기술자들이 본 개시내용의 양태들을 보다 잘 이해할 수 있도록 여러가지 실시예들의 특징들을 기술한 것이다. 본 기술 분야의 통상의 기술자들은 그들이 여기에 소개된 실시예들의 동일한 목적들을 달성하고/하거나 동일한 장점들을 성취하기 위한 다른 공정들 및 구조들을 설계하거나 수정하기 위한 기본으로서 본 개시내용을 용이하게 사용할 수 있다는 것을 알아야 한다. 본 기술 분야의 통상의 기술자들은 또한 이러한 등가적인 구성들이 본 개시내용의 취지 및 범위에서 벗어나지 않으며, 그들이 본 개시내용의 취지 및 범위에서 벗어나지 않고서 여기서 다양한 변화들, 치환들, 및 변경들을 할 수 있다는 것을 인식하여야 한다.The foregoing describes features of various embodiments so that those skilled in the art may better understand the aspects of the present disclosure. Those skilled in the art can readily use the present disclosure as a basis for designing or modifying other processes and structures to achieve the same objectives and / or achieve the same advantages of the embodiments described herein. You should know that there is. Those skilled in the art can also make various changes, permutations, and modifications herein without departing from the spirit and scope of the present disclosure, and such equivalent configurations without departing from the spirit and scope of the present disclosure. Be aware of it.
Claims (10)
기판의 제1 표면 내에 제1 홀 및 제2 홀을 형성하는 단계;
상기 제1 홀 및 상기 제2 홀 내에 제1 절연 층을 형성하는 단계;
상기 제1 절연 층 위에 그리고 상기 제1 홀 및 상기 제2 홀 내에 도전 층을 형성하는 단계 - 상기 도전 층은 상기 제1 홀 내에 제1 리세스를 갖고 상기 제2 홀을 채움 -;
상기 제1 리세스 내의 상기 도전 층 위에 제2 절연 층을 형성하는 단계 - 상기 제2 절연 층은 상기 제1 리세스 내에 제2 리세스를 가짐 - ;
상기 제2 리세스 내에 도전 구조를 형성하는 단계; 및
상기 제1 홀 및 상기 제2 홀 내의 상기 도전 층 및 상기 도전 구조를 노출시키기 위해 상기 기판의 제2 표면으로부터 상기 기판, 상기 제1 절연 층, 상기 도전 층, 및 상기 제2 절연 층을 부분적으로 제거하는 단계 - 상기 제2 표면은 상기 제1 표면에 대향함 - 를 포함하고,
상기 제2 절연 층을 형성하는 단계는,
상기 도전 층 및 상기 제1 표면 위에 상기 제2 절연 층을 컨포멀하게 퇴적하는 단계; 및
상기 도전 구조를 형성한 후에, 제2 절연 층 내에 개구 - 상기 개구는 상기 제2 홀 내의 상기 도전 층을 노출함 - 를 형성하는 단계
를 포함하는 것인, 반도체 디바이스 구조물을 형성하는 방법.A method of forming a semiconductor device structure,
Forming a first hole and a second hole in the first surface of the substrate;
Forming a first insulating layer in the first hole and the second hole;
Forming a conductive layer over the first insulating layer and in the first hole and the second hole, the conductive layer having a first recess in the first hole and filling the second hole;
Forming a second insulating layer over the conductive layer in the first recess, the second insulating layer having a second recess in the first recess;
Forming a conductive structure in the second recess; And
Partially the substrate, the first insulating layer, the conductive layer, and the second insulating layer from the second surface of the substrate to expose the conductive layer and the conductive structure in the first hole and the second hole Removing, the second surface facing the first surface; and
Forming the second insulating layer,
Conformally depositing the second insulating layer over the conductive layer and the first surface; And
After forming the conductive structure, forming an opening in a second insulating layer, the opening exposing the conductive layer in the second hole-
A method of forming a semiconductor device structure that includes.
기판의 제1 표면 내에 제1 홀 및 제2 홀을 형성하는 단계;
상기 제1 홀 및 상기 제2 홀 내에 제1 절연 층을 형성하는 단계;
상기 제1 절연 층 위에 그리고 상기 제1 홀 및 상기 제2 홀 내에 도전 층을 형성하는 단계 - 상기 도전 층은 상기 제1 홀 내에 제1 리세스를 갖고 상기 제2 홀을 채움 -;
상기 제1 리세스 내의 상기 도전 층 위에 제2 절연 층을 형성하는 단계 - 상기 제2 절연 층은 상기 제1 리세스 내에 제2 리세스를 가짐 - ;
상기 제2 리세스 내에 도전 구조를 형성하는 단계; 및
상기 제1 홀 및 상기 제2 홀 내의 상기 도전 층 및 상기 도전 구조를 노출시키기 위해 상기 기판의 제2 표면으로부터 상기 기판, 상기 제1 절연 층, 상기 도전 층, 및 상기 제2 절연 층을 부분적으로 제거하는 단계 - 상기 제2 표면은 상기 제1 표면에 대향함 - 를 포함하고,
상기 제2 절연 층의 제1 두께는 상기 도전 층의 제2 두께보다 크고, 상기 제2 두께는 상기 제1 절연 층의 제3 두께보다 큰 것인, 반도체 디바이스 구조물을 형성하는 방법.A method of forming a semiconductor device structure,
Forming a first hole and a second hole in the first surface of the substrate;
Forming a first insulating layer in the first hole and the second hole;
Forming a conductive layer over the first insulating layer and in the first hole and the second hole, the conductive layer having a first recess in the first hole and filling the second hole;
Forming a second insulating layer over the conductive layer in the first recess, the second insulating layer having a second recess in the first recess;
Forming a conductive structure in the second recess; And
Partially the substrate, the first insulating layer, the conductive layer, and the second insulating layer from the second surface of the substrate to expose the conductive layer and the conductive structure in the first hole and the second hole Removing, the second surface facing the first surface; and
A method of forming a semiconductor device structure, wherein a first thickness of the second insulating layer is greater than a second thickness of the conductive layer, and the second thickness is greater than a third thickness of the first insulating layer.
상기 제1 절연 층 위에 상기 도전 층을 형성하는 단계 - 상기 도전 층은 상기 제1 홀 내의 상기 제1 절연 층 및 상기 제1 표면 위의 상기 제1 절연 층을 컨포멀하게 덮음 -; 및
상기 제1 표면 위의 상기 도전 층을 제거하는 단계
를 포함하는 것인, 반도체 디바이스 구조물을 형성하는 방법.According to claim 1, The step of forming the conductive layer,
Forming the conductive layer over the first insulating layer, the conductive layer conformally covering the first insulating layer in the first hole and the first insulating layer over the first surface; And
Removing the conductive layer over the first surface
A method of forming a semiconductor device structure that includes.
기판의 제1 표면 내에 제1 홀 및 제2 홀을 형성하는 단계;
상기 제1 홀 및 상기 제2 홀 내에 제1 절연 층을 형성하는 단계;
상기 제1 절연 층 위에 그리고 상기 제1 홀 및 상기 제2 홀 내에 도전 층을 형성하는 단계 - 상기 도전 층은 상기 제1 홀 내에 제1 리세스를 갖고 상기 제2 홀을 채움 -;
상기 제1 리세스 내의 상기 도전 층 위에 제2 절연 층을 형성하는 단계 - 상기 제2 절연 층은 상기 제1 리세스 내에 제2 리세스를 가짐 - ;
상기 제2 리세스 내에 도전 구조를 형성하는 단계; 및
상기 제1 홀 및 상기 제2 홀 내의 상기 도전 층 및 상기 도전 구조를 노출시키기 위해 상기 기판의 제2 표면으로부터 상기 기판, 상기 제1 절연 층, 상기 도전 층, 및 상기 제2 절연 층을 부분적으로 제거하는 단계 - 상기 제2 표면은 상기 제1 표면에 대향함 - 를 포함하고,
상기 반도체 디바이스 구조물을 형성하는 방법은,
상기 제2 리세스 내에 상기 도전 구조를 형성한 후에 그리고 상기 제2 표면으로부터 상기 기판, 상기 제1 절연 층, 상기 도전 층, 및 상기 제2 절연 층을 부분적으로 제거하기 전에, 상기 제1 표면, 상기 도전 구조 및 상기 도전 층 위에 상호접속 구조를 형성하는 단계;
상기 상호접속 구조에 칩을 본딩하는 단계; 및
상기 칩을 둘러싸도록 상기 상호접속 구조 위에 몰딩 층을 형성하는 단계를 더 포함하는, 반도체 디바이스 구조물을 형성하는 방법.A method of forming a semiconductor device structure,
Forming a first hole and a second hole in the first surface of the substrate;
Forming a first insulating layer in the first hole and the second hole;
Forming a conductive layer over the first insulating layer and in the first hole and the second hole, the conductive layer having a first recess in the first hole and filling the second hole;
Forming a second insulating layer over the conductive layer in the first recess, the second insulating layer having a second recess in the first recess;
Forming a conductive structure in the second recess; And
Partially the substrate, the first insulating layer, the conductive layer, and the second insulating layer from the second surface of the substrate to expose the conductive layer and the conductive structure in the first hole and the second hole Removing, the second surface facing the first surface; and
The method of forming the semiconductor device structure,
The first surface, after forming the conductive structure in the second recess and before partially removing the substrate, the first insulating layer, the conductive layer, and the second insulating layer from the second surface Forming an interconnect structure over the conductive structure and the conductive layer;
Bonding a chip to the interconnect structure; And
And forming a molding layer over the interconnect structure to surround the chip.
기판의 제1 표면 내에 제1 홀 및 제2 홀을 형성하는 단계;
상기 제1 홀 및 상기 제2 홀 내에 제1 절연 층을 컨포멀하게 형성하는 단계;
상기 제1 절연 층 위에 도전 층을 형성하는 단계 - 상기 도전 층은 상기 제1 홀 내의 제1 절연 층을 컨포멀하게 덮으며 상기 제1 홀 내에 제1 리세스를 갖고, 상기 도전 층은 상기 제2 홀을 채움 -;
상기 도전 층 위에 제2 절연 층을 형성하는 단계 - 상기 제2 절연 층은 상기 제1 리세스 내에 제2 리세스를 가짐 -;
상기 제2 리세스를 채우기 위해 상기 제2 리세스 내에 도전 구조를 형성하는 단계; 및
상기 제1 홀 및 상기 제2 홀 내의 상기 도전 층 및 상기 도전 구조를 노출시키기 위해 상기 기판의 제2 표면으로부터 상기 기판, 상기 제1 홀 및 상기 제2 홀 내의 상기 제1 절연 층, 상기 제1 홀 및 상기 제2 홀 내의 상기 도전 층, 및 상기 제2 절연 층을 부분적으로 제거하는 단계 - 상기 제2 표면은 상기 제1 표면에 대향하고, 상기 제1 홀 내의 상기 도전 층은 도전 차폐 구조를 형성함 - 를 포함하고,
반도체 디바이스 구조물을 형성하는 방법은,
상기 제2 리세스 내에 상기 도전 구조를 형성한 후에 그리고 상기 제2 표면으로부터 상기 기판, 상기 제1 홀 및 상기 제2 홀 내의 상기 제1 절연 층, 상기 제1 홀 및 상기 제2 홀 내의 상기 도전 층, 및 상기 제2 절연 층을 부분적으로 제거하기 전에, 상기 제1 표면, 상기 도전 구조 및 상기 도전 층 위에 제1 상호접속 구조를 형성하는 단계;
상기 제1 상호접속 구조에 칩 - 상기 칩은 상기 제1 상호접속 구조를 통해 상기 제2 홀 내의 상기 도전 층 및 상기 도전 구조에 전기적으로 연결되고, 상기 제1 홀 내의 상기 도전 층은, 상기 도전 구조, 상기 제2 홀 내의 상기 도전 층 및 상기 칩으로부터 전기적으로 절연됨 - 을 본딩하는 단계; 및
상기 칩을 둘러싸도록 상기 제1 상호접속 구조 위에 몰딩 층을 형성하는 단계를 더 포함하는, 반도체 디바이스 구조물을 형성하는 방법.A method of forming a semiconductor device structure,
Forming a first hole and a second hole in the first surface of the substrate;
Conformally forming a first insulating layer in the first hole and the second hole;
Forming a conductive layer over the first insulating layer-the conductive layer conformally covers the first insulating layer in the first hole and has a first recess in the first hole, the conductive layer being the first insulating layer Fill 2 holes-;
Forming a second insulating layer over the conductive layer, the second insulating layer having a second recess in the first recess;
Forming a conductive structure in the second recess to fill the second recess; And
The substrate, the first insulating layer in the first hole and the second hole from the second surface of the substrate to expose the conductive layer and the conductive structure in the first hole and the second hole, the first Partially removing the conductive layer in the hole and the second hole, and the second insulating layer-the second surface faces the first surface, and the conductive layer in the first hole has a conductive shielding structure Forming-including,
A method of forming a semiconductor device structure,
After forming the conductive structure in the second recess and from the second surface, the first insulating layer in the substrate, the first hole and the second hole, the conductive in the first hole and the second hole Forming a first interconnect structure over the first surface, the conductive structure, and the conductive layer before partially removing the layer and the second insulating layer;
Chip to the first interconnect structure-the chip is electrically connected to the conductive layer and the conductive structure in the second hole through the first interconnect structure, and the conductive layer in the first hole is the conductive Bonding a structure, electrically insulated from the conductive layer and the chip in the second hole; And
And forming a molding layer over the first interconnect structure to surround the chip.
기판;
상기 기판을 관통하는 제1 도전 구조;
상기 기판을 관통하고 상기 제1 도전 구조를 둘러싸고 상기 기판의 표면 위에서 연장하는 제1 절연 층;
상기 기판을 관통하고 상기 제1 절연 층을 둘러싸는 도전 차폐 구조;
상기 기판을 관통하고 상기 도전 차폐 구조를 둘러싸는 제2 절연 층;
상기 기판을 관통하는 제2 도전 구조 - 상기 제2 도전 구조와 상기 도전 차폐 구조는 동일한 도전 재료로 제조됨 -;
상기 기판의 표면 위로 연장하는 상기 제1 절연 층을 관통하고 상기 제2 도전 구조와 접촉하는 도전 층; 및
상기 기판을 관통하고 상기 제2 도전 구조를 둘러싸는 제3 절연 층 - 상기 제3 절연 층과 상기 제2 절연 층은 동일한 절연 재료로 제조됨 -
을 포함하는 반도체 디바이스 구조물.A semiconductor device structure,
Board;
A first conductive structure penetrating the substrate;
A first insulating layer penetrating the substrate and surrounding the first conductive structure and extending over a surface of the substrate;
A conductive shielding structure penetrating the substrate and surrounding the first insulating layer;
A second insulating layer penetrating the substrate and surrounding the conductive shielding structure;
A second conductive structure penetrating the substrate, wherein the second conductive structure and the conductive shielding structure are made of the same conductive material;
A conductive layer penetrating the first insulating layer extending over the surface of the substrate and contacting the second conductive structure; And
A third insulating layer penetrating the substrate and surrounding the second conductive structure, wherein the third insulating layer and the second insulating layer are made of the same insulating material-
Semiconductor device structure comprising a.
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